CatScience
2.35K subscribers
438 photos
5 videos
205 links
Доступно и увлекательно обо всем, от биологии до криминалистики. Телеграм-канал паблика ВКонтакте "CatScience". Добро пожаловать!

Если вы хотите поддержать наш канал, у нас есть специальная карта: 2202 2021 2782 2322 (Сбер). Мур!
加入频道
Это происходило при резком закрытии шарового крана или остановке циркуляционного насоса, когда давление в трубе достигало таких значений, что выбивало сами краны или просто расширяло трубу (!), часто с её последующим разрушением.

В своей работе Жуковский предложил различные способы решения проблемы, например медленное закрытие крана, замена шаровых кранов на винтовые задвижки или вентили. До сих пор по его советам во всем мире применяются демпфирующие устройства (гасители гидравлического удара), разрушаемые мембраны и обратные клапаны.

Эпилог. Ещё немного ударных волн.

Извержение вулкана Кракатау по многим данным было самым громким событием в нашей истории. Правда, слово «громкий» здесь стоит воспринимать больше как силу давления, ведь по примерным оценкам в тот момент она составила около 310 децибел, а наши перепонки могут выдержать максимальную «громкость» лишь в 140-145 дБ. Так что такие волны на самом деле воспринимаются человеком не как звук, а как удар (отсюда и название), и понятие «громкость» здесь означает силу этого удара.

Менее мощные, но не менее опасные ударные волны возникают при ядерных взрывах (280 дБ) или падении метеоритов. Например, Тунгусский взрыв оценивают в 300 дБ, что не намного меньше Кракатау, а падение метеорита в Челябинске в 2013 году вызвало ударную волну, выбившую стекла в большинстве зданий города. К тому же, помимо атмосферного фронта, крупные метеориты способны вызвать ударные волны прямо в земной коре – то есть в твёрдом теле.

Есть ещё много подобных примеров, но я все-таки хочу закончить любимой классикой - ударной волной самолёта при переходе на сверхзвук. Она вызывает вокруг интенсивное образование тумана в форме конуса, а её сила составляет обычно около 160 дБ. Так вот, разумеется, мощные ударные волны способны нанести серьёзный урон людям и постройкам, но даже небольшие скачки уплотнения бывают крайне нежелательны, особенно в таком тонком деле как авиация. Явление ударной волны, которое объяснил Мах ещё в 19 веке впоследствии сильно попортило жизнь авиаторам в веке двадцатом. Хотя… это уже совсем другая история.

В общем, любите физику и не бегайте со сверхзвуковыми скоростями.

P.S. В качестве выполнения условия конкурса хочу поздравить с днём рождения Serge Semserovich*, который не только подписан на Кэтсаенс и родился в день выхода этой заметки, но ещё и, как оказалось, мой земляк - и живёт в Иркутске (если подпись в вк не врёт). Приятное совпадение, с днём рождения!

#Грибоедов
#физика
#Авторский_челлендж

Оригинал
О флуорофорах, зонной теории и пылесосах.

— Stop right there, you criminal scum!

Я обернулся. Абсолютно недукалисного вида господин полицейский угрожающе направлял на меня внебрачное детище фена Дайсон и транклюкатора. Штука втягивала воздух со зловещим гулом, пока служитель порядка водил ею вокруг меня и моих вещей в вестибюле московского метро.

— Проходи, не задерживайся.

Полицейский махнул рукой в сторону эскалатора. Кивнув, я потащил свои пожитки через турникет, улыбаясь, словно Джек Воробей, которому в очередной раз подняли из пучин Черную Жемчужину. Шайтан-девайс, зажатый в железной, хоть и пухловатой, руке закона, будил во мне чувство приятной ностальгии: три году тому назад я пришел в лабораторию, которая синтезировала сенсоры специально для таких приборов.

Несколько лет назад в московском метро появились ручные пылесосы. Однако, вместо мешка для пыли в них есть УФ-лампочка, салфетка с флуорофорным сенсором и фотодатчик. Зачем они там нужны? Чтобы посетители метро как можно реже слышали звуки ударных волн, о которых нам любезно поведал #Грибоедов парой постов выше. Эти чувствительные устройства позволяют детектировать наличие взрывчатых веществ в воздухе с очень высокой точностью. УФ-лампочка светит на салфетку, пропитанную специальным флуорофором, а тот излучает фотоны в фотодатчик. Вступая в соприкосновение с молекулами взрывчатки (нитроорганика, пероксиды и прочая), хитрый флуорофор резко теряет в интенсивности флуоресценции. Фотодатчик замечает тушение флуоресценции и делает “бип-бип”, а господин полицейский делает “пиф-паф”, ну, или “Гражданин, пройдемте”, в зависимости от обострения ситуации.

Однако же, как это работает с точки зрения физики и химии? Что такое флуоресценция, флуорофор и тушение? Последнее ну явно не про гуляш. Давайте разбираться. Но, для начала, как дань основной кошке, немного истории.

Флуоресценция как явление была обнаружена трушным британским ученым Джоном Фредериком Уильямом Гершелем в 1845 году. Он заметил, что сам по себе бесцветный и прозрачный раствор хинина в солнечном свете излучает насыщенный небесно-голубой цвет. К слову, при наличии дома ультрафиолетовой лампы, можно поиграть в “Я тоже своего рода ученый” и посветить ей на бутылку Эвервесса или какого-нибудь другого тоника, если хочется проверить его на вшивость. Если в тонике есть хинин, то будет красиво. Если некрасиво, то что-то не в порядке либо с тоником либо с лампой. Открытие Гершеля заинтересовало еще одного трушного британского учёного Джорджа Габриэля Стокса. Он продолжил исследование и обнаружил, что флуоресцентное излучение (эмиссия) объекта имеет бóльшую длину волны, чем свет, который первоначально возбуждает объект. Сейчас мы называем эту разницу длин волн максимумов в спектрах поглощения и флуоресценции Стоксовым сдвигом.

А если копнуть поглубже? Нам придется обратиться к зонной теории. Если объяснять на пальцах, то, согласно постулатам Бора, в изолированном атоме энергия электрона может принимать строго определенные, или, говоря научно, дискретные значения. От энергии электрона напрямую зависит форма его обнаружения в пространстве и расстояние от ядра атома, таким образом, говоря “электрон имеет уровень энергии Х”, а мы поясняем, на какой электрон находится орбитали (той части пространства вокруг атома, где проще всего найти электрон).
15 авторов, 40 модификаторов и семь дней: завершился наш #Авторский_челлендж!

Мы очень рады его итогам — на канале стало больше текстов технических направлений, а кто-то попробовал себя в написании заметок в первый раз. Все авторы выложились на полную, и на самом деле у нас не было ни одной скучной заметки. Однако некоторые смогли раскрыть свои темы чуть интереснее, чем другие (а ещё и принесли свои работы вовремя). Вот полный список всех заметок челленджа (жирным выделены четыре победителя конкурса в нашем паблике в ВК и самая залайканная заметка в телеграме):

Пивная эвтаназия улиток#Биология #Небаковна — 3 место
Советский офтальмолог Фёдоров и его борьба с катарактой#Медицина #Юдин — именно эта заметка, судя по реакциям, больше всего понравилась аудитории нашего канала
Что делают с невостребованными телами после смерти#Юриспруденция #Корнев
Золотой стандарт и почему это не лучшая идея#Экономика #Яковлев
Криминалистическая ферма трупов#Криминалистика #Корнев
Нецензурная заметка об этимологии женских гениталий в английском языке#Лингвистика #Старк
Нескучная теория множеств в математике#Математика #Деточкин
О чём на самом деле "Война и мир"#Литература #Хайдарова — 4 место
Что ждёт вселенную в конце#Астрофизика #Карнаухов
Звуки смерти или пара слов об ударных волнах#Физика #Грибоедов — 1 место
Связь математики и пива, узнав о которой вы не сможете смотреть на бокал пива прежним взглядом#Математика #Вараксин
Кратко о мемах#Социолингвистика #Апушкина
Компульсивный шоппинг#Психология #kleoart
Как поставить психиатрический диагноз писателю по его тексту#Психолингвистика #Канаева — 2 место
О флуорофорах, зонной теории и пылесосах#Физика #Химия #Пахоуми

Одна заметка прошла вне конкурса в качестве эксперимента — один из авторов решил скормить модификаторы конкурса Chat-GPT и попросить нейросеть написать научно-популярную заметку. Получилось то что получилось.

Кроме того, наши постоянные авторы хотели бы отдельно отметить нескольких участников среди новичков, чьи темы показались им интересными:
1. Юрий #Деточкин
2. Илья #Пахомов
3. Сергей #Юдин
4. Сырно #Небаковна

Спасибо всем, кто был с нами! Это не первый и уж точно не последний авторский челлендж и мы с нетерпением ждём, что принесёт нам конкурс в следующий раз.

С сегодняшнего дня мы возвращаемся к прежнему формату постинга и уже сегодня вечером вас ждёт очень интересный #лонг!
Объекту, чтобы заслужить звание фрактала, достаточно иметь сложную структуру, вне зависимости от масштаба рассмотрения – вот самое понятное (но и самое дилетантское) определение данного термина. В реальном мире, мы, разумеется, не можем бесконечно увеличивать масштаб или бесконечно уменьшать единицы измерения, но все-таки испано-португальская граница является достаточно близким аналогом фрактала, к тому же очень наглядным.

Мандельброт, с упоением развивавший неизведанную область математики, называл ее «прекрасной, чертовски трудной и с каждым днем все более ценной». Вслед за ним потянулись и другие ученые, открывая все новые и новые виды фракталов, уже чисто математических.

Пример одного такого фрактала наверняка многие знают, он даже появлялся где-то на обложке учебника – это снежинка или кривая Коха (см. картинку). Забавно, что сам Хельге фон Кох описал данную фигуру еще в 1904 году, правда, для него это была всего лишь занимательная математическая гимнастика, не более. Ее легко построить: делим отрезок на три части, на центральной части строим равносторонний треугольник, стираем основание и повторяем действия сначала на всех получившихся новых отрезках.

Если мы возьмем и соединим концы этой кривой, то получим красивую снежинку, которую назвали снежинкой Коха *как неожиданно*. При этом, полученная фигура все еще имеет бесконечную длину! – как ни приближай ее, как ни увеличивай масштаб, вы всегда будете наблюдать сложную изрезанную границу. Совсем как с береговой линией Байкала. Кстати, этот факт является одним из крайне интересных свойств замкнутых фракталов – кривая, образующая их, имеет бесконечную длину, но при этом ограничивает точно вычисляемую конечную площадь, ведь и снежинку Коха, и озеро Байкал можно полностью уместить в круг.

Так что, если площадь поверхности Байкала можно довольно точно измерить, то длина его берегов в разных источниках будет отличаться. Подумайте над этим, если вы учитель географии, и вам приспичило помучить кого-то из учеников каверзными вопросами.

На иллюстрации из Вики показано измерение длины побережья Великобритании разными единичными отрезками (Мандельброт в статье 1967 года использовал именно этот пример) и построение кривой Коха. Любите математику.

#Грибоедов
#Архив
#Математика
Весь фокус заключается в том, что компьютер при вычислении промежуточных значений сохраняет в памяти гораздо больше десятичных знаков, чем показывает экран, и, введя эти значения вручную, Лоренц изменил начальные условия. Казалось бы, что решают тысячные доли? Даже с округленными значениями мы совершали одни и те же четко расписанные действия, кривая должна была хотя бы отдаленно напоминать изначальную. Однако в результате получился совершенно новый график. Этот принцип, открытый Лоренцом, называется (как уже многие догадались) «эффектом бабочки», когда даже легкий взмах крыльев бабочки может вызвать ураган.

А ведь все так красиво начиналось… Но в конце концов очень простые и четкие правила внезапно привели к полной непредсказуемости и беспорядку. Возможно, в том, что фракталы и хаос имеют общие корни, есть какая-то философия? Не знаю. Знаю только, что второй заметки мне все равно не хватило, чтобы рассказать подробнее про применение этих принципов в жизни. Так что спасибо всем, кто это дочитал и сохранил ясность мышления. Любите математику :3

Кроме картинки с изображением фрактала Мандельброта, оставляю в комментах ссылку на сайт (таких, кстати, полно), где можно порефлексировать и рассмотреть все извилины этого удивительного объекта.

P.S. У Рэя Брэдбери есть очень интересный короткий рассказ про эффект бабочки – "И грянул гром".

#Грибоедов
#Математика
#архив
Но крестики-нолики – игра очень примитивная, самая длинная партия в ней равна всего девяти ходам, так что построить и просчитать дерево решений для нее можно даже вручную (развлечение для людей с кучей свободного времени).

Вот, например, с шашками дела обстоят интереснее: кроме большого поля у них и правила на порядок сложнее, так что при подсчетах оказывается, что листьев у дерева решений около 5х10^20. Это пять и рядом двадцать нулей. Думаете, это мало? Оно и понятно, у нас мозг просто не способен представить число такого порядка, но для сравнения: чтобы выстроить цепочку от Земли до Марса из бусинок размером с атом потребуется как раз 5,5х10^20 бусинок. Очевидно, что число это офигеть какое большое, и пятидесяти компьютерам не просто так потребовалось почти 20 лет (двадцать лет, Карл!), чтобы полностью рассчитать все возможные исходы шашек и выстроить их дерево решений.

Сие знаменательное событие произошло в 2007 году благодаря команде канадских исследователей во главе с Джонатаном Шеффером, и с этого момента шашки официально вошли в список полностью решенных игр. Если оба соперника не совершают ошибок, то партия всегда заканчивается ничьей. (Тут нужно учесть, что речь идет об английских шашках – чекерс; в них назад бьет только дамка)

Таким образом, человек даже теоретически больше никогда не обыграет компьютер в шашки, так как с первого его хода известны все выигрышные решения, и каждый шаг лишь приближает компьютер к победе. Ничейная смерть шашек была предсказана еще в 50-е, и спустя полвека прогноз подтвердился. Но не стоит грустить: если крестики-нолики имеют короткую беспроигрышную стратегию, то для шашек она гораздо-гораздо сложнее, так что и воспользоваться ей может только компьютер. По сути, 2007 был значим только для математиков. Как многие заметили, после 2007 года шашки не умерли, и в игре между двумя человеческими существами решающее значение все еще имеет опыт, а не вычислительные мощности мозга.

Сейчас на меня наверняка налетят шахматные снобы, утверждающие, что приличные люди вообще не играют в шашки. К сожалению, для шахмат не осталось места, так что оставим их на потом.

P.S. На картинках показаны одна из реализаций выигрышной стратегии в крестики-нолики; первые ветви дерева решений и новость 2007 года о полном расчёте шашек. Играйте в игры, любите математику :3

#Грибоедов
#математика
#архив
С 1932 года в течение нескольких лет японский физик и натуралист Укисиро Накайя изучал снежинки: разнообразие их конфигураций и условия, в которых они формируются.

На основе более трех тысяч фотографий лабораторных снежинок он предложил классификацию кристаллов льда на 40 морфологических категорий. Результатом его работы стала диаграмма Накайи, позволяющая определять состояние верхних слоев атмосферы по типу выпавших оттуда осадков.

Кажется, в его исследовании есть что-то из восточной философии созерцания, а сам Накайя часто называл снежинки "письмами с небес".

Коротенький ролик по теме (к сожалению, только английский) - https://www.youtube.com/watch?v=beyBDwAAW_A

#интересное
#Грибоедов
"Дамы и господа, наш самолет задерживается для проведения противообледенительной обработки, просьба оставаться на своих местах с пристегнутыми ремнями безопасности" - невнятно шипит откуда-то сверху голос пилота. Подумать только, задержка на целых 15 минут ради того, чтоб самолетик побрызгали! А ведь вы уже совсем настроились на полет.

Что ж, пока вы терпите эти ужасные минуты, можно успеть почитать о том, как на заре авиации собственно и появилась навязчивая идея войны со льдом.

https://telegra.ph/Vojna-so-ldom-11-15

#Грибоедов
#авиация
#лонг
Как вы уже поняли, все радиопередатчики в тихой зоне должны работать на пониженной мощности и использовать остронаправленные антенны, а обо всех "особо важных" сигналах, по типу передатчиков службы скорой помощи или пожарных всегда докладывается работникам обсерватории или же заранее сообщается о зарегистрированных стационарных источниках. Так что местным жителям пришлось забыть о вифи, микроволновках, автоматических дверях в гаражах и магазинах и вообще любых других источниках концентрированного электромагнитного излучения, которые случайно могут повлиять на сбор научных данных.

Дело порой доходит до комичных случаев. В какой-то момент обсерватория столкнулась с проблемой американских белок-летяг, помеченных метками Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных. Представьте это расследование в духе нелепых данеток, когда ученые пытаются понять, что это за прыгающие источники помех в сосновом лесу. И кстати, о соснах. Когда-то территорию вокруг телескопа попытались засадить соснами с иглами определенной длины, которые по идее должны были блокировать помехи, но... Дело заглохло. Наверное, иголки не по ГОСТу выросли.

Ну а если вы все-таки нарушили радиотишину, вас посетит радиополиция - специальная машина, регулярно отслеживающая незарегистрированные сигналы - и заберет в радиотюрьму. Ладно, вас, конечно, вряд ли посадят и даже штраф вы, скорее всего не получите, но вас настоятельно попросят либо устранить источник помех, либо-о-о... уехать из застрявшего в прошлом поселка куда-нибудь подальше. А астрофизики, неустанно работающие над вселенскими вопросами, пожалуй, помянут вас парочкой матов за испорченные данные.

Впрочем, местные жители и сотрудники обсерватории говорят, что они давно привыкли, и им даже нравится такая тихая, в прямом смысле, жизнь. Они утверждают, что благодаря исключительным условиям, их будни гораздо менее тревожны, ибо не пересыщены информацией из новостей, соцсетей и постоянной потребностью "быть на связи". В Грин-Бэнк очень популярны посиделки у соседей, спорт, рыбалка и охота, а дети большую часть свободного времени заняты чтением и прогулками. У них даже есть своя ма-а-аленькая ламповая радиостанция Allegheny Mountain Radio с ведущим и механиком, вещающая на низких частотах. Звучит, как идиллия, неправда ли? Особенно для конспирологов и самоубийц :)

Нет, серьёзно, у такого необычного места просто обязательно будут необычные проблемы. Мало того, что если у вас где-нибудь в лесу сломалась машина, вы фиг до кого дозвонитесь, а школьники, чтобы подать документы в университет вынуждены ездить за пределы Quite Zone ловить интернет. Радиотихая зона с недавних пор еще и магнит для всяких фриков. В нем околачивались неонацисты, какое-то время тусовались хиппи и сектанты, а сейчас это в том числе Мекка для самоубийц: никто тебя не побеспокоит звонком, никто не отследит. И уж точно не найдет 👍 Ну а вишенкой на торте, пожалуй, являются технофобы и Wi-fi-чувствительные личности - те самые ребята, которые считают, что у них аллергия на э/м-волны или что они могут ловить сигналы 5G.

Вся шутка в том, что любопытствующие туристы и беженцы от техноцивилизации регулярно мешают работе обсерватории, и ученые все больше склоняются к идее, что на нашей планете полностью защитить телескопы от помех невозможно. А где возможно? Там, где нет надоедливых людишек - в космосе! The International Telecommunication Union уже предложила предварительно забронировать зону радиомолчания на обратной стороне Луны. Осталось только дождаться подтверждения брони.

*незаметно поправляет шапочку из фольги*

В общем, если у вас болит голова от уведомлений телефона или вы чувствуете, как на вас давят радиоволны от микроволновки, приезжайте в славный городок Green Bank - наслаждаться тишиной и слушать голоса Вселенной.

#технологии
#Грибоедов
Вскрываемся, котята. Ответ на игру - программа SETI.

Проект SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence — глобальная программа по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт, появившаяся в конце 60-х. Спорная штука, про которую вам скоро отдельно расскажет Виталя, а мы перейдем к словам, которые он выдавал авторам для текстов. Да, у каждого автора было слово, вокруг которого они должны были написать заметку — общую тему они не знали.

1 ключ — Green Bank. Не столько место, сколько уравнение, названное так в честь обсерватории, где оно было сформулировано. То самое выражение Дрейка о разумных цивилизациях, которое расфорсил Карл Саган (частенько думали, что это он автор) и которое было одним из "сильнейших" аргументов в пользу старта SETI. Хотя по иронии с помощью него Дрейк хотел продемонстрировать именно критику программы.

2 ключ — Инопланетяне. Ну, тут все понятно? :)

3 ключ — Радиотелескоп. В общем-то, основной инструмент реализации программы.

4 ключ — Вау. Его и тут, и в ВК почти сразу отгадали. Это знаменитый интенсивный радиосигнал, подписанный "Wow!" и названный в честь этой подписи. Его зарегистрировал доктор Джерри Эйман 15 августа 1977 года на радиотелескопе «Большое ухо» в Университете штата Огайо в рамках программы SETI.

Большая благодарность авторам, которые согласились принять участие в игре, вот они слева направо: Илюша #Конюхов (притащил-таки текст вместо другого человека, спасибочке), Санечка #Грибоедов (знал отгадку с самого начала, читер), Лорд #Старк (чья бедная заметка провисела хрен знает сколько в нашей предлоге), несравненная Снежана #Зюбанова (затащила тему на целый потрясный лонг)...

P.S. И, конечно, наш корректор Виталя #Матюнин, который выступил организатором.

На этом наша неделя интерактива объявляется закрытой. Всем обратный ъуъ!